Examen 2016 uitwerkingen (tijdvak 2)

1

Examen scheikunde VWO tijdvak 2

2016

uitwerkingen

Chillen bij – 60

_C

4p 1

2p 2 Bij de reactie ontstaan twee H+ _{ionen. Om de ladingsbalans kloppend te krijgen moeten dus ook twee}

elektronen worden afgestaan (dus de SH groepen reageren als reductor). De SH groepen moeten dus reageren met een oxidator.

3p 3 Er zijn per koppel van beide sacharide-moleculen twee moleculen H2O nodig, maar omdat het eerste

mannose- en het laatste xylose-molecuul op respectievelijk plaats 4 en 5 al een OH-groep bezitten, heb je voor een keten van n-eenheden zodoende 2n – 1 moleculen H2O nodig voor de volledige

hy-drolyse. 2p 4

Waterstof-brandstofcel

Totale rendement = 0,65 x 0,45 x 100% = 29%

3p 7 De molaire massa bedraagt dus 1100 g/mol

2

3p 8 nodig voor omhulling: 4 x 8 (op O-at) + 2 x 6 (op S-at; cov. is 6) =4 x 8 + 12 = 44

beschikbaar (1 e– _{van R + 1 e}– _{op O-at): 4 x 6 + 6 + 2 = 32}

aantal bindende elektronenparen: (44 – 32)/2 = 12/2 = 6

In werkelijkheid is het aantal bindende elektronenparen 7, omdat aan één van de O-atomen de R groep is gebonden.

3p 9 Uit de halfreacties volgt dat 1 mol H2 ≡ 2 mol H+ ≡ 1 mol H2O.

Per mol H2 wordt er 2 x 2,7 mol H2O van het compartiment van de (-)-elektrode naar het compartiment

van de (+)-elektrode meegesleept; in dit compartiment ontstaat ook nog eens 1 mol H2O per mol H2.

Aan het compartiment van de (+)-elektrode moet zodoende 1 + 2 x 2,7 = 6,4 mol H2O worden afgevoerd;

dit is 6,4 mol x 18,015 g/mol per 2,016 g H2 = 57 g H2O per g H2.

Aan het compartiment van de (-)-elektrode moet zodoende 2 x 2,7 = 5,4 mol H2O worden toegevoerd; dit

is 5,4 mol x 18,015 g/mol per 2,016 g H2 = 48 g H2O per g H2

Zelfherstellend rubber

3p 10 Uit de tekening blijkt dat er in het vetzuur oorspronkelijk twee dubbele bindingen respectievelijk links en

rechts van een enkelvoudige bindingen voorkomen.

3p 11

1p 12 Ureum is NH2 – (C = O) – NH2 dus wordt er ammoniak, NH3, gevormd.

2p 13 De moleculen op de snede bewegen/trillen op hun plaats. Ze hebben hierdoor de mogelijkheid om zo te

draaien dat de waterstofbrugvormende groepen zich meer richten naar omliggende moleculen. Ze kun-nen dan dus geen waterstofbruggen meer vormen met moleculen aan de buitenzijde van het materiaal / het andere deel van de breuk. Als de temperatuur hoger wordt, zullen de moleculen sneller bewegen/tril-len. Hierdoor zullen de moleculen zich sneller draaien / sneller anders oriënteren.

2p 14 De waterstofbrugvormende groepen zullen dan waterstofbruggen vormen met watermoleculen. Hierdoor

3

Carbon

3p 15

2p 16 De epoxidegroep bevat drie atomen die elk het omringingsgetal 4 hebben. Volgens de VSEPR-theorie

hoort daar een bindingshoek van 109,5° / tetraëdrische omringing bij. De bindingshoeken in de ring van een epoxidegroep zijn (veel) kleiner / bedragen ongeveer 60°. (Deze grote afwijking in bindings-hoeken veroorzaakt een lagere activeringsenergie voor het verbreken van de binding.)

2p 17 1 mol DET ≡ 5 mol H AHEM = 103,17 g : 5 mol = 21 g/mol

2p 18 Gegeven is dat de epoxy-groepen in de verhouding 1 : 1 moeten worden gemengd met de

groe-pen van het amine. Hieruit volgt 189 g di-epoxide per mol epoxidegroegroe-pen + 15 g amine per mol NH-groepen = 204 g hars. Voor 204 g hars is 189 g di-epoxide nodig. Voor 100 g hars dus

100 x (189/204) = 92,6 g di-epoxide nodig.

2p 19 Bij een grotere waarde van n neemt de dichtheid van de crosslinks af. Omdat de moleculen op minder

plaatsen verbonden zijn, wordt het netwerk minder star, of

Bij een grotere waarde van n neemt de dichtheid van de crosslinks af. Hierdoor wordt de sterkte van het netwerk minder bepaald door (sterke) atoombindingen en meer door de zwakkere vanderwaalsbindingen (tussen de di-epoxideketens, waardoor het materiaal beter te vervormen is).

2p 20 Door de voorbehandeling ontstaan C=O groepen, OH groepen en COOH groepen. Deze groepen kunnen

met de in de epoxyhars aanwezige OH groepen / N atomen waterstofbruggen vormen / dipooldipoolbin-dingen aangaan. Door deze waterstofbruggen/dipooldipoolbindipooldipoolbin-dingen ontstaat een sterkere hechting van de koolstofvezels met de epoxyhars dan wanneer alleen vanderwaalsbindingen aanwezig zouden zijn of: door de voorbehandeling ontstaan epoxidegroepen. Deze kunnen reageren met nog aanwezige NH / OH groepen in de epoxyhars.

2p 21 De opgenomen zuurstofatomen nemen plaats in tussen de koolstoflaagjes. Hierdoor kunnen de

koolstof-laagjes niet meer goed op elkaar liggen / is meer tussenruimte ontstaan. Door de grotere afstand tussen de koolstoflaagjes wordt de vanderwaalsbinding tussen de koolstoflaagjes zwakker.

Duurzame ammoniak

2p 22 Na R2 is het volumepercentage van CO in het gasmengsel lager, dus het evenwicht is naar rechts

ver-schoven. In R2 heerst een lagere temperatuur dan in R1, dus de reactie naar rechts is exotherm (want door temperatuurverlaging wordt warmte onttrokken en verschuift het evenwicht naar de exotherme kant en dat is hier naar rechts).

1p 23 Door de hoge(re) temperatuur in R1 wordt de reactiesnelheid groter, of de insteltijd van het evenwicht

korter, of de omzettingssnelheid van CO groter.

2p 24 Koolstofdioxide kan worden afgescheiden van de overige gassen door het gasmengsel af te koelen. Het

zal bij een hogere temperatuur condenseren dan de overige gassen, of

In water opgelost koolstofdioxide gedraagt zich als een zwak zuur. Het CO2 kan worden afgescheiden

van de overige gassen door het gasmengsel door een basische oplossing te leiden. Het opgeloste CO2

reageert met de oplossing, terwijl de overige gassen niet reageren en ook niet oplossen.

3p 25 ΔE = Ereactieproducten – Ebeginstoffen = {(0,40 x -3,935 + -0,459) – (0,40 x -0,75 + 0,70 x -2,42)}·105 J/mol NH3 =

4

3p 26 Aantal mol CH4 = 1,25 x 0,40 = 0,5 mol ≡ 1,0 mol NH3.Hieruit volgt voor de RV:

0,50 CH4 + 0,25 O2 + 0,50 H2O + 0,50 N2 → 0,50 CO2 + 1,0 NH3

2p 27 Er ontstaat meer CO2 voor dezelfde hoeveelheid H2 wanneer zware stookolie wordt gebruikt. Ook is het

energieverbruik bij zware stookolie hoger, dus nafta verdient de voorkeur.

2p 28 massa droog houtafval (1,00 – 0,35) x 2,7 kg = 1,755 kg

massa C in droog afval = 0,51 x 1,755 kg = 0,895 kg

massa CO2 = 0,895 kg x (MCO2 / MC) = 0,895 x (44,01 kg/kmol : 12,01 kg/kmol) = 3,3 kg CO2 per kg NH3 2p 29 Van de 4,1 kg CO2 die vrijkomt uit het houtafval is 3,3 kg afkomstig uit koolstof in de biomassa. Omdat

deze CO2 bij de groei van de biomassa uit de atmosfeer is opgenomen kun je stellen dat er per saldo

4,1 – 3,3 = 0,80 kg CO2 vrijkomt die niet is gebruikt voor de groei.